單元一傳感器與檢測技術基礎任務一：傳感器的認知2/6/20231不帶微處理器時0-1自動檢測技術系統原理框圖2/6/20232檢測（Detection）定義：

利用各種物理、化學效應，選擇合適的方法與裝置，將生產、科研、生活等各方面的有關信息通過檢查與測量的方法，賦予定性或定量結果的過程稱為檢測技術。2/6/20233檢測技術在國民經濟中的地位和作用

2/6/20235檢測技術在衛星中的應用紅外掃描區域人造衛星2/6/20236檢測技術在海嘯預報中的應用海浪振動檢測系統浮標深海地溝2/6/20237一種典型的自動檢測系統（檢測系統在發電廠的應用）傳感器來自外界的信號電信號二、傳感器的作用傳感器實際上是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號轉換成電信號。作為一種功能塊的傳感器可狹義的定義為：“將外界的輸入信號變換為電信號的一類元件。2/6/202310傳感器在機器人身上的分布

2/6/202311服務機器人機器人伴舞機器人奏樂2/6/202313三、傳感器的定義根據中華人民共和國國家標準，傳感器的定義是：能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的、便于應用的某種物理量的測量裝置。2/6/202314玻璃溫度計不屬于本教材所講授的傳感器范圍。在本教材中是指一個能將被測的非電量變換成電量的器件。2/6/202315四、傳感器的組成舉例：測量壓力的電位器式壓力傳感器

1-彈簧管2-電位器圖1-4傳感器組成框圖2/6/202317壓力傳感器的外形及內部結構2/6/202318彈性敏感元件（彈簧管）

敏感元件在傳感器中直接感受被測量，并轉換成與被測量有確定關系、更易于轉換的非電量。2/6/202319其他各種彈性敏感元件

在上圖中的各種彈性元件也能將壓力轉換為角位移或直線位移。2/6/202321彈性敏感元件（彈簧管）

在下圖中，彈簧管將壓力轉換為角位移α2/6/202322被測量通過敏感元件轉換后，再經轉換元件轉換成電參量

在右圖中，電位器為傳感元件，它將角位移轉換為電參量-----電阻的變化（ΔR）2/6/202323分壓比電路的計算公式如下：

直滑電位器式傳感器的輸出電壓Uo與滑動觸點C的位移量x成正比：對圓盤式電位器來說，Uo與滑動臂的旋轉角度成正比：2/6/202325對應的傳感器部件:2/6/202326五、傳感器分類傳感器的種類名目繁多，分類不盡相同。常用的分類方法有：１）按被測量分類：可分為位移、力、力矩、轉速、振動、加速度、溫度、壓力、流量、流速等傳感器。2）按測量原理分類：可分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、激光、紅外、光導纖維等傳感器。

詳細分類參閱：2/6/2023272傳感器在汽車電控系統中的應用準確地采集汽車工作狀態的信息分布于發動機控制系統、底盤控制系統、車身控制系統。普通汽車上10一20只，高級豪華300只．2/6/2023293在現代醫學領域的應用拾取生命體征信息圖像處理、臨床化學檢驗、生命體征參數的監護監測、疾病的診斷與治療現代醫學儀器設備中無所不在2/6/2023304在環境監測方面的應用環境污染問題迫切需求：連續、快速、在線監測的儀器生物傳感器．可對酸雨酸霧樣品溶液進行檢測，大大簡化了檢測方法。2/6/2023315在軍事方面的應用智能化：武器、作戰指揮、控制、監視和通信、電磁干擾方面2/6/202332NMD和TMD2/6/2023336在家用電器方面的應用智能化、自動化、節能、無污染微電腦和各種傳感器組成的控制系統空調器，可以實現壓縮機的啟動、停機、風扇搖頭、風門調節、換氣等，從而對溫度、濕度和空氣濁度進行控制。2/6/2023347在學科研究方面的應用哈勃：成像光譜儀：掃描有光波的天體高精制導傳感器：用來鎖定目標高級測量攝像機：有著寬視場的高效測量工具2/6/2023358.在智能建筑領域中的應用未來建筑的必然趨勢涵蓋智能自動化、信息化、生態化具有微型集成化、高精度與數字化和智能化特征的智能傳感器2/6/202336（二）傳感器技術的發展趨勢1.開發新型傳感器結構型傳感器發展較早，一般而言結構復雜、體積偏大、價格偏高。物性型傳感器過去發展不夠，目前各國投入大量人、物力進行研究。比如：利用核磁共振的吸收效應的磁敏傳感器可將靈敏閾提高到地磁強度的千萬分之一；利用約瑟夫遜效應的熱噪聲溫度傳感器，可測百萬分之一開的溫度。2.開發新材料(1)半導體敏感材料：傳感器材料占主導地位，新的趨勢是金屬和非金屬材料合成的化合物半導體材料。

2/6/202337(2)陶瓷材料：技術潛力大，壓電陶瓷、半導體陶瓷應用最多。

(3)磁性材料：正向非晶化、薄膜化。2/6/202338(4)智能材料：形狀記憶體；具有自適應、自診斷、自修復功能。2/6/2023393采用新工藝主要指微機械加工技術，隨著集成電路工藝發展起來。離子束，分子束，激光束，化學刻蝕等用于微電子加工。

2/6/2023404集成化(1)同一功能多元件并列化：CCD圖像傳感器(2)多功能一體化：傳感器、放大、運算、溫度補償做成一體。

一體化溫度變送器2/6/2023415多功能化同時測量多個參數，例如多維力傳感器可以同時測量三個線速度，三個離心加速度和三個角加速度。對數據進行綜合處理，反映整體狀態，降低成本，減小體積。

2/6/2023426智能化

傳感器與微處理器結合。不僅具有檢測功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、“思維”等人工智能。

7新一代航天傳感器研究隨著航天技術的發展，航天器上需要的傳感器越來越多，航天飛機上安裝有3500支左右，而且傳感器的指標要求也高。比如：八五期間，我國對新一代航天傳感器提出的要求是小型化(<100g)、低功耗(<30mW)、高精度(<0.5%)、高可靠性(>0.998)。2/6/202343面部識別技術2/6/202344月球車2/6/202345火星車2/6/202346“惠更斯”號登陸土衛六的效果圖土衛六